本文關鍵詞：面向大水網(wǎng)復雜輸水系統(tǒng)水力仿真及運行控制研究

  更多相關文章： 管渠輸水系統(tǒng) 過渡過程 MIAB摩阻模型 變時步法 閘門調控

【摘要】：隨著城市的需水量與日俱增、水資源時空分布不均,水資源供需矛盾日益突出,開發(fā)建設大規(guī)模、長距離、跨流域供水工程成為必然趨勢,它是解決水資源分布地域差異、緩解供需矛盾的有效工程措施。中部引黃工程是山西省“十二五規(guī)劃”大水網(wǎng)建設中一項重要的工程,該工程線路長,輸水形式多變(隧洞、渡槽、埋涵、倒虹吸等),水流條件復雜多變,運行管理時安全問題突出。本文結合該工程開展了管渠輸水系統(tǒng)過渡過程的數(shù)值模擬軟件開發(fā)及計算分析,主要研究內容如下:(1)基于一維明渠非恒定流和管道非恒定流理論以及變時步法,建立有壓管道和無壓明渠聯(lián)合計算的數(shù)學模型。(2)對復雜輸水系統(tǒng)水力仿真數(shù)學模型的改進。在管渠聯(lián)合計算數(shù)值模型的基礎上,對摩阻計算和時間步長計算方法進行改進,以期使數(shù)值模擬結果更準確。(3)建立不同輸水方式邊界的水力計算模型,包括無壓隧洞與倒虹吸的銜接,馬蹄形截面的簡化計算方法,不同截面形式的無壓隧洞間的銜接,閘門與分水口的計算模型等。(4)采用Visual Basic 6.0作為開發(fā)語言,開發(fā)功能齊全、性能可靠、操作簡單、界面友善的長距離復雜輸水水力過渡過程計算分析系統(tǒng)。(5)結合山西省中部引黃輸水工程,對其進行水力過渡過程模擬計算,確定該供水系統(tǒng)的安全運行方式,并分析閘門調控規(guī)律。研究主要結論:(1)瞬變流摩阻計算采用MIAB摩阻模型代替“擬穩(wěn)態(tài)”計算模型精度更高;改進的調整波速法計算時間步長更切合實際。(2)基于改進的管渠聯(lián)合計算數(shù)學模型,采用Visual Basic和SQL sever2000開發(fā)的復雜輸水系統(tǒng)過渡過程模擬計算分析系統(tǒng),數(shù)值模擬計算得出結果符合一般水力學規(guī)律,可靠性較高,可作為相關技術人員的水力調度依據(jù)。(3)采用已開發(fā)的輸水計算分析系統(tǒng),對山西省中部引黃輸水工程過渡過程進行數(shù)值模擬,分析結果得到:①閘門調控的普遍規(guī)律,即閘門的開啟速率對最終的穩(wěn)定流態(tài)沒有影響,閘門開啟速率越大,水位變幅越大;②確定了該工程的閘門安全運行模式;③設計工況下,采用合理的運行模式,明渠和管道均能滿足安全輸水要求,驗證了工程設計的合理性。
【關鍵詞】：管渠輸水系統(tǒng) 過渡過程 MIAB摩阻模型 變時步法 閘門調控
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TV672;TV13
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 研究目的及意義11-12
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀及存在問題12-19
• 1.2.1 輸水系統(tǒng)的水力過渡問題12-13
• 1.2.2 水力過渡過程計算數(shù)學模型13-16
• 1.2.3 輸水渠道運行控制方式16-18
• 1.2.4 現(xiàn)狀研究的不足18-19
• 1.3 本文研究的主要內容19-21
• 第二章 復雜輸水系統(tǒng)水力過渡過程計算基本理論與研究方法21-31
• 2.1 管道非恒定流特征線方法21-24
• 2.2 一維明渠非恒定流數(shù)學模型24-27
• 2.3 水力仿真數(shù)值方法的選擇27-28
• 2.4 明渠管道聯(lián)合計算模型28-31
• 2.4.1 時步配合問題29
• 2.4.2 解決的方法29-31
• 第三章 復雜輸水系統(tǒng)非恒定流過程計算模型的優(yōu)化31-39
• 3.1 水力仿真影響因素31-32
• 3.1.1 摩阻31
• 3.1.2 時間步長31-32
• 3.1.3 其他影響因素32
• 3.2 非恒定流過程計算模型優(yōu)化32-39
• 3.2.1 建立MIAB非恒定摩阻模型32-34
• 3.2.2 摩阻項三階積分的實現(xiàn)34-35
• 3.2.3 改進調整波速法確定時間步長35-39
• 第四章 長距離供水系統(tǒng)復雜邊界條件39-51
• 4.1 復雜內邊界條件39-48
• 4.1.1 節(jié)制閘39-41
• 4.1.2 倒虹吸41-45
• 4.1.3 渡槽、埋涵和隧洞銜接問題45-47
• 4.1.4 分水口47-48
• 4.2 初始邊界條件48-51
• 4.2.1 首端出水池邊界條件48-49
• 4.2.2 末端邊界條件49
• 4.2.3 初始條件49-51
• 第五章 復雜輸水系統(tǒng)非恒定流過程模擬軟件的開發(fā)51-73
• 5.1 開發(fā)語言的選擇51
• 5.2 數(shù)據(jù)庫的選擇51-52
• 5.3 復雜輸水系統(tǒng)非恒定流過程模擬軟件52-73
• 5.3.1 軟件功能及主界面53-55
• 5.3.2 時間步長計算程序模塊55-58
• 5.3.3 輸水系統(tǒng)水力過渡過程計算模塊58-73
• 第六章 中部引黃工程輸水工程非恒定流過程模擬計算73-89
• 6.1 中部引黃工程概況73-78
• 6.1.1 中部引黃工程簡介73-75
• 6.1.2 總干渠的復雜內邊界特征75-78
• 6.2 中部引黃輸水工程水力過渡過程模擬計算分析78-89
• 6.2.1 輸水系統(tǒng)特征線法時間步長確定78-80
• 6.2.2 閘門控制分析80-83
• 6.2.3 無壓隧洞非恒定流計算分析83-86
• 6.2.4 倒虹吸水力過渡據(jù)算分析86-89
• 第七章 結論與展望89-91
• 7.1 結論89-90
• 7.2 展望90-91
• 參考文獻91-97
• 致謝97-98
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及參加的主要科研項目98-99

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 伊力夏提;莎吉達;;恢復坎兒井輸水系統(tǒng)功在當代利在千秋[J];新疆師范大學學報(自然科學版);2005年04期

2 徐娟花;;天荒坪抽水蓄能電站輸水系統(tǒng)施工支洞滲水水質及析鈣研究[J];工程地質計算機應用;2011年01期

3 韓玉文;周建旭;徐進超;;分段低壓輸水系統(tǒng)水力振蕩特性分析方法探討[J];水利水電技術;2011年10期

4 穆祥鵬;練繼建;劉瀚和;;復雜輸水系統(tǒng)水力過渡的數(shù)值方法比較及適用性分析[J];天津大學學報;2008年05期

5 ;[J];;年期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 姬脈興;李宏亮;;西龍池電站輸水系統(tǒng)大坡度超長斜井施工測量技術的難點和對策[A];抽水蓄能電站工程建設文集（2007）[C];2007年

2 劉志勇;劉梅清;蔣勁;趙文勝;;重力有壓輸水系統(tǒng)水錘及其防護研究[A];2009全國大型泵站更新改造研討暨新技術、新產(chǎn)品交流大會論文集[C];2009年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王新城;膠印輸水系統(tǒng)和水輥表面包絨布的利弊[N];中國包裝報;2003年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 穆祥鵬;復雜輸水系統(tǒng)的水力仿真與控制研究[D];天津大學;2008年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 孟彎彎;面向大水網(wǎng)復雜輸水系統(tǒng)水力仿真及運行控制研究[D];太原理工大學;2016年

2 李凱;閘墻長廊道側支孔輸水系統(tǒng)布置型式及消能效果研究[D];重慶交通大學;2008年

3 吳宏煒;天荒坪電站輸水系統(tǒng)區(qū)域斷層對輸水系統(tǒng)影響研究[D];浙江大學;2014年

4 張瑩;中低水頭船閘側墻長廊道輸水系統(tǒng)布置型式及消能效果研究[D];重慶交通大學;2012年

，

本文編號：1095166